Jaunākais sasniegums LED siltuma izkliedēšanā --- grafīta siltuma izlietne
Siltuma vadīšanu cietā vielā galvenokārt realizē kristāliskā režģa vibrācija un brīvo elektronu kustība. Metālā ir liels skaits brīvo elektronu, un elektronu masa ir ļoti viegla un var ļoti ātri nodot siltumu, tāpēc metālam ir liela siltumvadītspēja.
Metāla siltuma vadīšanai režģa vibrācija ir sekundāra; polimēru cietām vielām (grafīta siltuma izlietnei) ir maz brīvo elektronu. Tāpēc atomu vibrācija polimēros ir galvenais siltuma vadīšanas mehānisms.
Augstu polimēru (grafīta siltuma izlietne) dominē kovalenti saites, un nav brīvu elektronu. Siltuma vadīšanu galvenokārt veic, fononiem savstarpēji saduroties ar molekulām (vai atomiem). Tāpēc kristalizācijas pakāpei ir liela ietekme uz siltuma vadītspēju. Tā kā polimēriem ir grūti veidot pilnus monokristālus, kristālisko vai amorfo polimēru siltumvadītspēja nav augsta, bet siltumvadītspēja ir augsta arī tad, ja kristāliskums ir augsts.
Pieņemot, ka daļiņa kristāla režģī ir augstākā temperatūrā, tās termiskā vibrācija ir spēcīgāka un arī vidējā amplitūda ir lielāka, savukārt blakus esošās daļiņas temperatūra ir zemāka un termiskā vibrācija vājāka. Sakarā ar daļiņu mijiedarbības spēku daļiņu ar vājāku vibrāciju vibrācija palielināsies daļiņu ar spēcīgāku vibrāciju ietekmē un palielinās siltuma kustības enerģija.
Augstos polimēros siltumvadītspēja molekulā ir augstāka nekā siltumvadītspēja starp molekulām, tāpēc molekulmasas pieaugums ir izdevīgs siltumvadītspējas uzlabošanai. Orientētos polimēru materiālos siltuma vadītspēja orientācijas virzienā ir augstāka nekā siltumvadītspēja vertikālās orientācijas virzienā.
Ļoti zemā temperatūrā, palielinoties temperatūrai, palielinās polimēra siltumvadītspēja. Kad temperatūra sasniedz virs 100K, siltuma vadītspēja samazinās līdz ar temperatūras paaugstināšanos. Tas svārstās no 0 līdz 100 ° C. Polimēru siltumvadītspēja mainās atkarībā no temperatūras, bet variāciju diapazons ir 10%robežās.
Tādā veidā siltumu var pārnest un nodot tā, ka siltums visā kristālā tiek pārnests no augstākas temperatūras uz zemāku temperatūru, kā rezultātā rodas siltuma vadītspēja. Var redzēt, ka siltumu pārnes režģa vibrācija. Režģa vibrācijai ir divi vadīšanas mehānismi, viens ir fotonu vadītspēja, un šis mehānisms ir galvenais augstā temperatūrā.
Tā kā režģa termiskā vibrācija ir nelineāra, starp režģiem ir sakabes efekts, kas izraisīs fononu sadursmi savā starpā un samazinās fononu vidējo brīvo ceļu. Šīs fonona sadursmes izraisītā izkliede ir saistīta ar režģa termisko pretestību. Galvenais avots.
Tas ir saistīts ar izmaiņām vielas molekulu, atomu un elektronu kustības stāvoklī, piemēram, vibrāciju un rotāciju, kas izstaros augstākas frekvences elektromagnētiskos viļņus. Starp tiem redzamajai gaismai un gandrīz infrasarkanajai gaismai ar viļņa garumu no 0,4 līdz 40um ir spēcīgs termiskais efekts, ko sauc par Siltuma stariem siltuma pārneses process ir siltuma starojums.
Otra ir fononu kvantēšanas vadīšana, kas ir dominējoša, ja temperatūra nav pārāk augsta. Cietās siltumvadītspējas vispārējā forma, ko nosaka fonona vadītspēja, ir ...
Dažādi defekti, piemaisījumi un kristāla graudu saskarnes kristāla režģī izraisīs izkliedi, kas arī ir līdzvērtīgs fononu vidējā brīvā ceļa samazinājumam un siltumvadītspējas samazinājumam. Temperatūrai paaugstinoties, fonona vibrācijas enerģija palielinās, sadursmes varbūtība palielinās un vidējais brīvais ceļš samazinās, kā rezultātā samazinās siltumvadītspēja.
Rezumējot, piemērojot tehnoloģiskos sasniegumus vadošajai nozarei, tiek uzlabota siltuma izkliedes veiktspēja, un ievērojami samazināsies LED lampu izmaksas, kas veicina vispārējo vadošās nozares tehnoloģisko izrāvienu
